CN110849640B - 一种列车测试仿真平台及应用该平台的列车测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的一种列车测试仿真平台及应用该平台的列车测试方法，包括软件仿真模块、硬件模块；软件仿真模块包括车辆控制***，用于与列车控制和管理***、列车真实子***连接，对列车子***、列车通信接口进行仿真；硬件模块包括所述列车控制和管理***，用于与列车真实子***连接，控制各子***的运行；列车真实子***，用于与车辆控制***连接，与车辆控制***的子***仿真部分共同构成完整的列车子***。本发明通过对列车各子***的仿真及列车通信统一接口模块的仿真，实现对不同车型、不同编组的列车控制和管理***、列车各子***中的一个或多个进行自动测试，不但提高了列车自动测试仿真平台的通用性，还提升了列车测试的质量和效率。

Description

一种列车测试仿真平台及应用该平台的列车测试方法

技术领域

本发明涉及一种测试装置及方法，特别涉及一种列车测试仿真平台及应用该平台的列车测试方法。

背景技术

随着高新技术的不断发展，动车、地铁、城际逐渐成为人们生活中不可或缺的交通方式，那么高效、高质量的列车控制和管理***及列车各子***就变得尤为重要。

国内外在列车控制和管理***仿真平台的研究领域存在以下问题：

(1)几乎都停留在对列车控制和管理***的简单输入输出的测试上且对其测试环境的模拟缺乏完整性，即并未全部模拟列车各子***，那么当动态切换车型及编组时就会出现接口不统一、通用性较差的问题。

(2)当需要测试列车各子***中的一个或多个时，缺乏测试环境。

(3)对司机室及乘务员室的人机交互界面模拟不够真实。

(4)未实现软件模块化。

(5)大量的测试还局限在人为操作上，不仅费时费力，而且测试结果也不完全可靠。

(6)当运营列车在线上突发紧急故障、无法满足测试环境且想在现场操控仿真平台并查看结果时，影响列车正常运营的同时容易导致不确定人机事故。

发明内容

本发明的主要目的是为解决现有技术中的技术问题，提供一种实现不同车型、不同编组列车测试的列车测试仿真平台。

本发明的另一个主要目的是提供一种应用上述平台的列车测试方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种列车测试仿真平台，包括软件仿真模块、硬件模块；

所述软件仿真模块包括车辆控制***，用于与列车控制和管理***、列车真实子***连接，对列车子***、列车通信接口进行仿真；

所述硬件模块包括所述列车控制和管理***，用于与所述列车真实子***连接，控制各子***的运行；

所述列车真实子***，用于与所述车辆控制***连接，与所述车辆控制***的子***仿真部分共同构成完整的列车子***。

基于上述技术特征，车辆控制***一方面通过列车通信统一接口模块对不同车型、编组、测试需求的接口进行仿真，与列车控制和管理***通信连接；另一方面通过列车仿真子***对列车各子***进行仿真，或者仿真的部分结合列车真实子***构成完整的列车子***，再通过列车通信统一接口模块与列车控制和管理***通信连接。结合上述两方面，本发明所述的列车测试仿真平台可以对不同车型、不同编组的列车控制和管理***进行自动配置，以自动动态地切换到不同测试工况所需的硬件环境，实现了在给定测试工况下自动地对列车控制和管理***的测试，以及列车各子***中的一个或多个的测试，提高了列车自动测试仿真平台的通用性。

进一步，所述车辆控制***包括列车通信统一接口模块，用于与所述列车控制和管理***连接，根据不同车型、编组、通信协议对数据接口进行编辑。

进一步，所述列车通信统一接口模块包括MVB子***接口、以太网子***接口、串口子***接口、其他通信接口。

进一步，所述车辆控制***包括列车仿真子***，用于与所述列车通信统一接口模块、列车真实子***连接，与列车真实子***共同构成完整的列车子***。

进一步，所述列车仿真子***包括MVB子***、输入输出子***、串口子***、以太网子***、其他***。

进一步，所述硬件模块还包括通用硬件，用于列车真实子***、列车控制和管理***与车辆控制***的连接，以传递所需测试的控制信号和反馈信号

进一步，所述通用硬件包括输入输出硬件，用于分别连接所述列车仿真子***、列车真实子***和列车控制和管理***。

进一步，所述车辆控制***包括电源管理模块，用于与所述硬件模块的电源控制机箱连接，通过控制所述电源控制机箱继电器组的上电达到模拟效果，所述电源控制机箱分别与列车控制和管理***、列车真实子***连接。

进一步，所述列车真实子***包括空调***、照明***、制动***、高压***、牵引***、车钩***、水***、辅助供电***、蓄电池***、乘客信息***、轴温检测***、烟火***、供风***、前端设备、内门***、外门***、列车自动防护***、车载无线传输设备中的一个或多个。

进一步，所述软件仿真模块还包括自动测试***，用于与所述车辆控制***连接，存储测试工况、自动测试脚本。

本发明的另一个技术方案是：

一种应用上述的列车测试仿真平台的列车测试方法，包括如下步骤：

步骤一，车辆控制***对子***进行仿真，结合列车真实子***构成完整的列车子***；

步骤二，车辆控制***根据测试需求对列车通信接口进行仿真，以适应不同车型、编组的列车控制和管理***；

步骤三，根据测试工况进行自动测试。

进一步，在所述步骤三中，车辆控制***控制全部列车子***与列车控制和管理***进行通信，对列车控制和管理***的输入和输出进行测试；

或者车辆控制***控制一个或多个列车子***与列车控制和管理***进行通信，对一个或多个列车子***进行测试。

进一步，所述车辆控制***包括列车通信统一接口模块，所述列车通信统一接口模块包括MVB子***接口、以太网子***接口、串口子***接口、其他通信接口；

在所述步骤二中，所述车辆控制***根据不同车型、编组的列车控制和管理***所需，对MVB子***接口、以太网子***接口、串口子***接口、其他通信接口进行编辑后与列车控制和管理***连接；

所述车辆控制***根据不同测试需求，对MVB子***接口、以太网子***接口、串口子***接口、其他通信接口进行编辑后与列车控制和管理***连接，以自动动态切换到不同测试所需的硬件环境。

进一步，所述车辆控制***包括列车仿真子***，所述列车仿真子***包括MVB子***、输入输出子***、串口子***、以太网子***、其他***；

在所述步骤一中，所述车辆控制***选取一个列车仿真子***与对应的列车真实子***连接构成完整的列车子***；

所述车辆控制***根据不同车型、编组的列车控制和管理***所需，根据不同测试需求，通过不同数量的MVB卡、串口、以太网进行一种或多种的组合与列车控制和管理***连接。

进一步，所述硬件模块包括输入输出硬件，所述列车仿真子***通过输入输出硬件与列车真实子***连接。

进一步，所述车辆控制***包括电源管理模块，所述硬件模块包括电源控制机箱，所述电源管理模块与电源控制机箱连接，所述电源控制机箱分别与列车控制和管理***、列车真实子***连接；

在所述步骤三中，所述电源管理模块通过控制电源控制机箱继电器组的上电达到模拟效果。

综上内容，本发明所述的一种列车测试仿真平台及应用该平台的列车测试方法，通过对列车各子***的仿真及列车通信统一接口模块的仿真，实现对不同车型、不同编组的列车控制和管理***、列车各子***中的一个或多个进行自动测试，不但提高了列车测试仿真平台的通用性，还提升了列车测试的质量和效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的具体结构示意图；

图3是本发明列车控制和管理***测试结构图；

图4是本发明列车子***测试结构图。

如图1至图4所示，MVB子***1、输入输出子***2、以太网子***3、串口子***4、自动测试模块5、电源管理模块6、MVB子***接口7、以太网子***接口8、串口子***接口9、外部控制接口10、其他***11、其他通信接口12、电源控制机箱13、输入输出硬件14、列车控制和管理***15、列车真实子***16、车辆控制***17、远程控制***18、自动测试***19。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，一种列车测试仿真平台，主要包括软件仿真模块、硬件模块以及远程控制***18，其中软件仿真模块包括了自动测试***19、车辆控制***，硬件模块包括了列车控制和管理***、列车真实子***、通用硬件。自动测试***与车辆控制***通信连接，远程控制***与车辆控制***通信连接，车辆控制***分别通过列车通信统一接口模块与列车控制和管理***通信连接、通过通用硬件与列车真实子***通信连接。

在本实施例中，列车控制和管理***、列车子***均为被测试的***。自动测试***19、车辆控制***设置在工控机上。

远程控制***18，用于与车辆控制***17连接，可通过远程控制***18远程唤醒工控机。当运营列车在线上突发紧急故障、无法满足测试环境且想在现场操控仿真平台并查看结果时，可通过远程控制***18唤醒工控机。

自动测试***19，用于与车辆控制***17连接，存储测试工况、自动测试脚本，具体而言，是通过外部控制接口10与车辆控制***17的自动测试模块5连接。通过自动加载列车工况文件实现列车自动测试，减少人为失误的同时提高效率。

车辆控制***17，用于与列车控制和管理***15、列车真实子***16连接，对列车子***、列车通信接口进行仿真。车辆控制***17主要包括列车人机交互模块、列车仿真子***、电源管理模块6、列车通信统一接口模块、外部控制接口10。

车辆控制***17一方面通过列车通信统一接口模块对不同车型、编组、测试需求的接口进行仿真，与列车控制和管理***15通信连接；另一方面通过列车仿真子***对列车各子***进行仿真，或者仿真的部分结合列车真实子***16构成完整的列车子***，再通过列车通信统一接口模块与列车控制和管理***15通信连接。结合上述两方面，本发明所述的列车测试仿真平台可以对不同车型、不同编组的列车控制和管理***15进行自动配置，以自动动态地切换到不同测试工况所需的硬件环境，实现了在给定测试工况下自动地对列车控制和管理***15进行测试，以及列车各子***中的一个或多个的测试，提高了列车自动测试仿真平台的通用性。

列车人机交互模块，主要包括司机室操控台单元、电气柜操控单元、乘务员室操控单元，本列车测试仿真平台是对列车人机交互模块从测试功能到外观进行的真实再现。人机交互模块的最大化真实模拟，能真实还原实车操作，对测试功能模拟地更加完善。

列车仿真子***，用于与列车通信统一接口模块、列车真实子***16连接，与列车真实子***16共同构成完整的列车子***。主要包括MVB子***1、输入输出子***2、串口子***4、以太网子***3、其他***11。其他***11为根据需求再增设的***，极大的提高了平台的可拓展性。

列车仿真子***一方面通过不同数量的MVB子***1、输入输出子***2、串口子***4、以太网子***3一种或多种组合与列车控制和管理***15通信连接，进行列车子***的仿真，形成仿真的空调***、照明***、制动***、高压***、牵引***、车钩***、水***、辅助供电***、蓄电池***、乘客信息***、轴温检测***、烟火***、供风***、前端设备、内门***、外门***、列车自动防护***、车载无线传输设备等。

另一方面，列车仿真子***中的一个子***与对应的列车真实子***16连接构成完整的列车子***，再通过不同数量完整列车子***、仿真子***等进行组合与列车控制和管理***15通信连接。通过接入部分真实子***构成完整的列车子***，使列车各子***实现了模块化，可以单独切入还可单独切除，从而实现更多的工况测试。若接入全部真实子***，本仿真平台的投入太大，在节省开支的同时，使得仿真平台的测试更加全面。每个子***都具有的单独的逻辑块，模块化的子***具有测试需求的各种功能，可独立接收、发送相应数据，且每个***的逻辑仿真与操作界面完全独立存在，这种设计不但可以减少耦合性，也可为后期的开发提供可扩展性。

电源管理模块6，用于与硬件模块的电源控制机箱13连接通信，控制电源控制机箱13继电器组的上电达到模拟效果，自动控制列车的供电状态，即无电、应急供电、正常供电等不同供电模式。具体而言，电源管理模块6通过外部控制接口10与电源控制机箱13连接通信，电源控制机箱13分别与列车控制和管理***15、列车真实子***16连接。

列车通信统一接口模块，用于与列车控制和管理***15连接，根据不同车型、编组、通信协议对数据接口进行编辑。列车通信统一接口模块包括MVB子***接口7、以太网子***接口8、串口子***接口9、其他通信接口12，其他通信接口12可根据需求增设接口。列车通信统一接口模块可根据测试需求对已存在的数据接口进行编辑(删除或添加)，适用于不同车型、不同编组、不同通信协议，其中不同的通信协议主要包括MVB协议、串口协议、以太网协议中的一种或多种。

外部控制接口10，用于与远程控制***18、自动测试***19的连接，与列车通信统一接口模块一样，可根据测试需求对其进行编辑。

列车控制和管理***15，即TCMS***，用于与列车真实子***16连接，控制各子***的运行。在列车运行中发挥着控制、诊断、通信、信息显示和事件记录等的重要功能。不同车型、不同编组下，其组成模块即列车控制单元、诊断控制单元、网关的数量不同，相应地还会有以太网转换器、总线耦合器。除此之外还有一些因编组车型不同存在的硬件，比如：移动通信网关等。

列车真实子***16，用于与车辆控制***17连接，与车辆控制***17的子***仿真部分共同构成完整的列车子***。列车真实子***16中的真实子***是指某子***的一部分，与车辆控制***17中仿真的该子***的部分接入仿真平台模式下的仿真子***共同构成一个完整的列车子***。列车真实子***16包括空调***、照明***、制动***、高压***、牵引***、车钩***、水***、辅助供电***、蓄电池***、乘客信息***、轴温检测***、烟火***、供风***、前端设备、内门***、外门***、列车自动防护***、车载无线传输设备中的一个或多个真实硬件。

通用硬件，用于列车真实子***、列车控制和管理***与车辆控制***的连接，以传递所需测试的控制信号和反馈信号。通用硬件包括电源控制机箱13、输入输出硬件14。输入输出硬件14，用于分别连接列车仿真子***、列车真实子***16和列车控制和管理***15。

一种应用上述的列车测试仿真平台的列车测试方法，包括如下步骤：

步骤一，运行列车自动测试仿真平台。

1、开启工控机，运行车辆控制***17和自动测试***19。

2、开启工控机有两种方式，一是本地手动开启，二是让工控机处于在线可唤醒状态，通过远程将其唤醒。当只需本地测试时，便通过第一种方式开启工控机，当技术人员在运营线上且无法满足测试环境，但想在现场操控仿真平台并查看结果时可选择第二种方式开启工控机。继而运行车辆控制***17和自动测试***19。

3、给列车自动测试仿真平台供电

车辆控制***17的电源管理模块6根据列车的供电状态通过外部控制接口10控制电源控制机箱13给仿真平台供电。

步骤二，根据测试需求配置列车工况文件库，启动自动测试程序，若测试工况已存在的，可直接启动自动测试程序，等待直至完成；若测试工况不存在的，自动更新并置列车工况文件库，启动自动测试程序，等待直至完成。

具体步骤如下：

1、车辆控制***17对子***进行仿真，结合列车真实子***16构成完整的列车子***。车辆控制***17包括列车仿真子***，列车仿真子***包括MVB子***1、输入输出子***2、串口子***4、以太网子***3、其他***11。硬件模块包括输入输出硬件14，列车仿真子***通过输入输出硬件14与列车真实子***16连接。

本发明所述的列车测试方法，为列车控制和管理***15与列车各子***16的互测，基于此本发明中对列车各子***仿真时考虑了两种模式，一是列车各子***全部接入仿真平台模式，即车辆控制***17根据不同车型、编组的列车控制和管理***15所需，根据不同测试需求，通过列车仿真子***中不同数量的MVB卡、串口、以太网进行一种或多种的组合与列车控制和管理***15连接，实现列车各子***全部接入仿真平台模式；

二是检测到某一个或多个真实部分子***接入仿真平台时，该子***处于部分接入仿真平台模式，即车辆控制***17选取一个列车仿真子***与对应的列车真实子***连接构成完整的列车子***。

2、车辆控制***17根据测试需求对列车通信接口进行仿真，以适应不同车型、编组的列车控制和管理***15。车辆控制***17包括列车通信统一接口模块，列车通信统一接口模块包括MVB子***接口7、以太网子***接口8、串口子***接口9、其他通信接口12。

车辆控制***17根据不同车型、编组的列车控制和管理***15所需，对MVB子***接口7、以太网子***接口8、串口子***接口9、其他通信接口12进行编辑后与列车控制和管理***15连接。

车辆控制***17根据不同测试需求，对MVB子***接口7、以太网子***接口8、串口子***接口9、其他通信接口12进行编辑后与列车控制和管理***15连接，以自动动态切换到不同测试所需的硬件环境。

通过仿真列车通信接口，可满足串口子***、MVB子***、输入输出子***、以太网子***，适用于不同车型、不同编组，通用性提升。

3、根据测试工况进行自动测试。车辆控制***17包括电源管理模块6，硬件模块包括电源控制机箱13，电源管理模块6与电源控制机箱13连接，电源控制机箱13分别与列车控制和管理***15、列车真实子***16连接。电源管理模块6控制电源控制机箱13继电器组的上电达到模拟效果。

发明所述的列车测试方法可分为如下两种方式：

如图3所述，列车各子***全部接入仿真平台模式，车辆控制***17控制全部列车子***与列车控制和管理***15进行通信，对列车控制和管理***的输入和输出进行测试。

如图4所示，进行列车子***测试，检测到某一个或多个真实部分子***接入仿真平台，该子***处于部分接入仿真平台模式，车辆控制***17控制一个或多个列车子***与列车控制和管理***15进行通信，对一个或多个列车子***进行测试。

以图4中的A子***为例，A子***是真实硬件，设A子***是通过MVB与列车控制和管理***15通信的，A子***通过输入输出硬件14与仿真子***中的MVB子***构成完整的列车子***，后通过列车通信统一接口模块与列车控制和管理***15进行通信，根据测试工况进行自动测试即可。

如多个部分真实***接入列车控制和管理***或列车A子***通过除MVB通信外的方式与列车控制和管理***15进行通信，测试步骤和原理同列车A子***。

步骤三，自动导出自动化测试结果，生成测试报告，测试结束。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种列车测试仿真平台，其特征在于：包括软件仿真模块、硬件模块；

所述软件仿真模块包括车辆控制***，用于与列车控制和管理***、列车真实子***连接，对列车子***、列车通信接口进行仿真；

所述硬件模块包括所述列车控制和管理***，用于与所述列车真实子***连接，控制各子***的运行；

所述列车真实子***，用于与所述车辆控制***连接，与所述车辆控制***的子***仿真部分共同构成完整的列车子***；

所述车辆控制***包括列车通信统一接口模块，用于与所述列车控制和管理***连接，根据不同车型、编组、通信协议对数据接口进行编辑；

所述列车通信统一接口模块包括MVB子***接口、以太网子***接口、串口子***接口、其他通信接口；

所述车辆控制***还包括列车仿真子***，用于与所述列车通信统一接口模块、列车真实子***连接，与列车真实子***共同构成完整的列车子***；

所述列车仿真子***包括MVB子***、输入输出子***、串口子***、以太网子***、其他***；

所述其他***是根据需求再增设的***，所述其他通信接口是根据需求增设的接口，为平台开发提供可拓展性。

2.根据权利要求1所述的一种列车测试仿真平台，其特征在于：所述硬件模块还包括通用硬件，用于列车真实子***、列车控制和管理***与车辆控制***的连接，以传递所需测试的控制信号和反馈信号。

3.根据权利要求2所述的一种列车测试仿真平台，其特征在于：所述通用硬件包括输入输出硬件，用于分别连接所述列车仿真子***、列车真实子***和列车控制和管理***。

4.根据权利要求1所述的一种列车测试仿真平台，其特征在于：所述车辆控制***包括电源管理模块，用于与所述硬件模块的电源控制机箱连接，通过控制所述电源控制机箱继电器组的上电达到模拟效果，所述电源控制机箱分别与列车控制和管理***、列车真实子***连接。

5.根据权利要求1所述的一种列车测试仿真平台，其特征在于：所述列车真实子***包括空调***、照明***、制动***、高压***、牵引***、车钩***、水***、辅助供电***、蓄电池***、乘客信息***、轴温检测***、烟火***、供风***、前端设备、内门***、外门***、列车自动防护***、车载无线传输设备中的一个或多个。

6.根据权利要求1所述的一种列车测试仿真平台，其特征在于：所述软件仿真模块还包括自动测试***，用于与所述车辆控制***连接，存储测试工况、自动测试脚本。

7.一种应用如权利要求1至6任一项所述的列车测试仿真平台的列车测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，车辆控制***对子***进行仿真，结合列车真实子***构成完整的列车子***，所述列车真实子***可全部或者部分接入仿真平台；

步骤二，车辆控制***根据测试需求对列车通信接口进行仿真，以适应不同车型、编组的列车控制和管理***；

步骤三，根据测试工况进行自动测试。

8.根据权利要求7所述的一种列车测试方法，其特征在于：在所述步骤三中，车辆控制***控制全部列车子***与列车控制和管理***进行通信，对列车控制和管理***的输入和输出进行测试；

或者车辆控制***控制一个或多个列车子***与列车控制和管理***进行通信，对一个或多个列车子***进行测试。

9.根据权利要求7所述的一种列车测试方法，其特征在于：所述车辆控制***包括列车通信统一接口模块，所述列车通信统一接口模块包括MVB子***接口、以太网子***接口、串口子***接口、其他通信接口；

在所述步骤二中，所述车辆控制***根据不同车型、编组的列车控制和管理***所需，对MVB子***接口、以太网子***接口、串口子***接口、其他通信接口进行编辑后与列车控制和管理***连接；

所述车辆控制***根据不同测试需求，对MVB子***接口、以太网子***接口、串口子***接口、其他通信接口进行编辑后与列车控制和管理***连接，以自动动态切换到不同测试所需的硬件环境。

10.根据权利要求7所述的一种列车测试方法，其特征在于：所述车辆控制***包括列车仿真子***，所述列车仿真子***包括MVB子***、输入输出子***、串口子***、以太网子***、其他***；

在所述步骤一中，所述车辆控制***选取一个列车仿真子***与对应的列车真实子***连接构成完整的列车子***；

所述车辆控制***根据不同车型、编组的列车控制和管理***所需，根据不同测试需求，通过不同数量的MVB卡、串口、以太网进行一种或多种的组合与列车控制和管理***连接。

11.根据权利要求10所述的一种列车测试方法，其特征在于：所述硬件模块包括输入输出硬件，所述列车仿真子***通过输入输出硬件与列车真实子***连接。

12.根据权利要求7所述的一种列车测试方法，其特征在于：所述车辆控制***包括电源管理模块，所述硬件模块包括电源控制机箱，所述电源管理模块与电源控制机箱连接，所述电源控制机箱分别与列车控制和管理***、列车真实子***连接；

在所述步骤三中，所述电源管理模块通过控制电源控制机箱继电器组的上电达到模拟效果。

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